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CIRCUITOS DIGITALES AUXILIARES

Centro CFP/ES

MULTIVIBRADORES

Estos circuitos son capaces de generar impulsos o adaptarlos como mantenerlos durante un tiempo determinado a nivel alto, retardarlos, etc.

Algunos de los circuitos más utilizados para realizar estas tareas son:

- Multivibradores monoestables

- Multivibradores astables

- Temporizadores

- Circuitos adaptadores de señal de entrada y salida

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MULTIVIBRADOR MONOESTABLE

•Un multivibrador monoestable es aquel circuito que a su salida tienen un estado estable y otro inestable. Cuando se introduce una señal de disparo permanecen en un estado inestable durante un tiempo relativamente larga si lo comparamos con el impulso de disparo. Tienen muchas aplicaciones, entre ellas:

•Generar impulsos de anchura controlable.

• Conformar impulsos en sistemas digitales.

• Regenerar y dar la forma primitiva a impulsos deformados en transmisión.

• Retardar impulsos digitales.

• Establecer un intervalo de tiempo fijo entre el principio y el fin de la transición de datos.

MULTIVIBRADOR ASTABLE

•Los multivibradores astables son circuitos que en su salida tienen dos estados inestables que pasan de uno a otro sin necesidad de ninguna señal de disparo. Las aplicaciones pueden ser las siguientes:

•Generar ondas cuadradas (generadores de impulsos y relojes).

• Base de tiempos.

• Actuar como circuito de disparo de otros circuitos..

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CIRCUITO RETARDADOR DE IMPULSOS

•Son circuitos que tras entregar una señal de entrada la señal de salida produce un retardo con la de entrada. Algunas aplicaciones son:

•Retardo de la activación de circuitos.

• Retardo de la desactivación de circuitos.

TIPOS DE CIRCUITOS RETARDADORES

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MULTIVIBRADOR MONOESTABLE CON SALIDA ACTIVA A NIVEL ALTO

En este caso deberemos aplicar un impulso el Vi y con un C=100uF y una R=10K observar el tiempo que está encendido el led a la salida.

CIRCUITO DIFERENCIADOR

Asegura que el impulso de excitación sea más breve que el impulso detemporización, transformando el flanco de subida de entrada en un breve impulsopositivo coincidente con el flanco positivo.

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MULTIVIBRADOR MONOESTABLE CON SALIDA ACTIVA A NIVEL BAJO

En este caso deberemos aplicar un impulso en Vi de bajada y con un C=100uF y una R=10K observar el tiempo que está encendido el led a la salida.

CIRCUITO CONFORMADOR DE SEÑAL DE DISPARO

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CIRCUITO 74121

•El multivibrador monoestable 74121 es unmultivibrador que puede dispararse porflancos de subida o de bajada. Las salidaspueden ser activas también a nivel alto obajo. Las posibilidades de disparo son:

•Si la entrada B está a nivel alto, elmonoestable se dispara cuando se realizala transición de nivel alto a bajo (flanco debajada) de una o de las dos entradas A (A1o A2).

•Si una o las dos entradas A están a nivelbajo, el monoestable se dispara cuando serealiza la transición del nivel bajo a alto(flanco de subida) de la entrada B.

EJEMPLO CONEXIÓN CIRCUITO 74121

CX10

RX/CX11

RINT9

A13

A24

B5

Q 6

Q 1

U1

74121

C11nF

R1

10k

RV1

1k

SW1SW-SPDT

D1

LED-RED

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GENERADOR DE IMPULSOS DE ANCHURA VARIABLE CON 74121

MONOESTABLE REDISPARABLE CON BORRADO 74122

El 74122 es un multivibrador monoestable redisparable con borrado, es decir una vez iniciada la temporización se le puede volver a disparar, situando el origen de la nueva temporización en el instante del nuevo disparo.

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MONOESTABLE REDISPARABLE CON BORRADO 74122

TABLA DE CALCULO ANCHURA DE PULSO PARA 74122 Y 74123

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MULTIVIBRADOR MONOESTABLE 74123

El 74123 es un multivibrador monoestable redisparable y dual, quecontiene en una misma pastilla dos monoestables 74122. El circuitoexpuesto es un generador de onda cuadrada ya que la salida del primeroestá conectada a A del segundo y la salida del segundo a A del primero.

MULTIVIBRADOR MONOESTABLE 74221

El 74221 incluye dos monoestable no resdisparables iguales al 74121.

Puede dispararse por flanco ascendente por B cuando CLR se pone anivel alto y la entrada A a nivel bajo o bien cuando se produce un flancoascendente por CLR la entrada A está a nivel bajo y la entrada B está anivel alto.

Por flanco descendente se dispara por la entrada A cuando las entradasB y CLR estan a nivel alto.

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MULTIVIBRADOR MONOESTABLE 74221

Anchura del impulso de salida dependiendo de la resistencia detemporización.

MULTIVIBRADOR MONOESTABLE 74221

Formas de disparo con 74221.

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CIRCUITO INTEGRADO 555

Normalmente el CI 555 se presenta en una cápsula deplástico de 8 patillas. Igualmente y con el objeto de evitarque el calor producido en el momento de soldar afecte a laplaca del CI se comercializa con un componente denominadozócalo.Estos zócalos están previstos del mismo formato y son losque se sueldan directamente a la placa.

CIRCUITO INTEGRADO 555

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CIRCUITO INTEGRADO 555

El chip consta internamente de 23 transistores, 2 diodos y 12resistencias. Opera con tensiones de alimentación desde 4.5 V hasta18 V y puede manejar corrientes de salida hasta de 200 mA, unacapacidad suficiente para impulsar directamente entradas TTL, LED,zumbadores, bobinas de rele y otros componentes. Asociado conunos pocos componentes externos (resistencias y condensadores,principalmente) el 555 se puede utilizar para generar trenes depulsos, temporizar eventos y otras aplicaciones, tanto análogas comodigitales.

En el modo estable , el circuito entrega un tren continuo de pulso y enel monoestable suministra un pulso de determinada duración. Lafrecuencia y el ancho del pulso se programan externamente medianteresistencias y condensadores adecuados.

FUNCIONAMIENTO DEL 555

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FUNCIONAMIENTO DEL 555

1.- GND: es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.2.- DISPARO: Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempode retardo, si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso dedisparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltajede alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si semantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que laentrada de disparo pase a alto otra vez.3.- SALIDA: Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador,ya sea que esté conectado como monoestable, astable u otro. Cuando lasalida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1.7Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayudade la patilla de reset.4.- RESET: Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patillade salida a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay queconectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".

FUNCIONAMIENTO DEL 555

5.- CONTROL DE VOLTAJE : Cuando el temporizador se utiliza en elmodo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casidesde Vcc hasta casi 0 V. Así es posible modificar los tiempos en que lasalida está en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por loscomponentes externos). Si esta patilla no se utiliza, se recomiendaponerle un condensador de 0.01μF para evitar las interferencias.6.- UMBRAL: Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 yse utiliza para poner la salida a nivel bajo.7.- DESCARGA: Utilizado para descargar con efectividad el condensadorexterno utilizado por el temporizador para su funcionamiento.8.- V+: También llamado Vcc, alimentación, es el pin donde se conecta elvoltaje de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (máximo).Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.

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555 COMO MONOESTABLE

La salida del circuito es inicialmente cero, eltransistor está saturado y no permite la cargadel condensador C1. Pero al pulsar SW1 seaplica una tensión baja en el terminal dedisparo TRIGGER, que hace que el biestableRS cambie y en la salida aparezca un nivelalto. El transistor deja de conducir y permiteque el condensador C1 se cargue a través dela resistencia R1. Cuando la tensión en elcondensador supera los 2/3 de la tensión dealimentación, el biestable cambia de estado yla salida vuelve a nivel cero.

R2 está entre 1k y 3,3 M, el valor mínimo deC1 es de 500pf.

555 COMO MULTIVIBRADOR MONOESTABLE

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555 COMO MULTIVIBRADOR MONOESTABLE

555 COMO MULTIVIBRADOR MONOESTABLE

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555 COMO MONOESTABLE A NIVEL BAJO Y SALIDA ACTIVA A NIVEL

ALTO

555 COMO MULTIVIBRADOR ASTABLE

Cuando se conecta la alimentación, el condensador está descargandoy la salida del 555 pasa a nivel alto hasta que el condensador, que seva cargando, alcanza los 2/3 de la tensión de alimentación, con estola salida del biestable RS pasa a nivel "1", y la salida del 555 a ceroy yel condensador C1 comienza a descargarse a través de la resistenciaRB. Cuando la tensión en el condensador C1 llega a 1/3 de laalimentación, comienza de nuevo a cargarse, y asi sucesivamentemientras se mantenga la alimentación.

RA toma valores entre 1k y 10M, RB<RA

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ASTABLE CON ONDA SIMÉTRICA DE SALIDA

En este circuito estable se muestra cómo puede obtenerse una ondasimétrica; el modo de hacerlo es que el condensador tarde el mismotiempo en cargarse que en descargarse, los caminos de carga ydescarga deben ser iguales y se separan con dos diodos. Elcondensador C2 evita fluctuaciones de tensión en la entrada decontrol.

ASTABLE CON 555

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FORMAS DE ONDA COMO ASTABLE CON 555

CALCULO DE LA FRECUENCIA COMO ASTABLE CON 555

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TERMINAL DE RESET DEL 555

El terminal de reset puede conectarse directamente al positivo obien mantener el nivel alto por medio de una resistencia, por ejemplode 2k2. Al actuar sobre el pulsador, la salida del 555 pasa a nivelbajo directamente. Es como poner el integrado en un estado dereposo.

MODULAR EL ANCHO DE PULSO

Aplicando una señal de nivel variable a la entrada de CONTROL elpulso de salida aumenta de ancho al aumentar el nivel de esatensión.

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MODULACIÓN POR RETARDO DE PULSO

Aquí el pulso de salida aparece con mayor o menor retardo segúnaumente o disminuya la tensión aplicada al terminal de control.

CONCLUSIONES

• El 555 es un integrado sumamente versátil, pudiendo serconfigurado para trabajar en un rango muy amplio de frecuenciasy configurado correctamente, puede trabajar con ciclos de trabajode casi 0% al 100%.

• Para aplicaciones que requieran de mayor precisión, una de lasrecomendaciones, es de utilizar condensadores de tantalio, paraasí evitar las corrientes de fuga características de loscondensadores electrolíticos.

• Para medir las frecuencias de 1Hz, y 10Hz, es complicado coninstrumentos de medida corrientes.

• Una de las grandes aplicaciones del 555, debido a que puedemanejar 200 mA de salida, es la de generar tonos audibles, talcomo una sirena.

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PUERTA TRIGGER SCHMITT

Esta puerta Trigger Schmitt sigue la curva que se aprecia abajo. Siel voltaje de entrada asciende desde 0V hasta un nivel alto, latransición se produce siguiendo la curva A (umbral ascendente). Porel contrario si la entrada esta a nivel alto se va reduciendo hasta oVy sigue la curva B (umbral descendente).

PUERTA TRIGGER SCHMITT

Una de las aplicaciones es conformar una señal analógica en digitalcuando los valores analógicos están comprendidos entre Vt+ y Vt-.

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PUERTA TRIGGER SCHMITT COMO ASTABLE

CALCULO DE FRECUENCIA COMO ASTABLE SEGÚN VALOR DE C

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